浅析智能建筑中的建筑设计

　　摘要：智能建筑是指以计算机和网络为核心的信息技术向建筑行业的应用与渗透,是当代高科技与古老的建筑技术相结合的产物,它完美地体现了建筑艺术与信息技术的结合,现已成为评价综合经济国力的具体表征之一,并将以龙头产业的面貌进入21世纪,成为当今世界各类建筑特别是大型建筑的主流。本文阐述了智能建筑的含义，探讨了智能建筑中建筑设计的几个方面以及智能建筑设计的发展趋势。
　　关键词：智能建筑；建筑设计；发展趋势
　　智能建筑是指以计算机和网络为核心的信息技术向建筑行业的应用与渗透,是当代高科技与古老的建筑技术相结合的产物,它完美地体现了建筑艺术与信息技术的结合,现已成为评价综合经济国力的具体表征之一,并将以龙头产业的面貌进入21世纪,成为当今世界各类建筑特别是大型建筑的主流。
　　一、智能建筑的含义
　　智能建筑按美国智能建筑学会的定义，它是一种将结构、系统、服务、运营相互联系、全面综合，并达到最佳组合，以获得高效率、高功能与高舒适性的建筑。一般来讲，智能建筑应具备五个自动化，即所谓的5A。5A包括楼宇自动化系统BA，办公自动化系统OA，信息自动化系统CA，消防自动化系统FA和保安自动化系统SA这五部分。具体来讲，楼宇自动化系统BA主要包括空调系统、给排水系统、配电系统、电梯及照明系统。办公自动化系统OA主要包括计算机办公系统、数据库共享系统、用户信息处理系统。信息自动化系统CA包括传输语音的电话网系统、传输图像的有线电视系统，传输数据的Internet系统。消防自动化系统FA包括人工报警器、智能探测器、灭火喷淋系统、紧急广播及照明系统。保安自动化系统SA包括巡更系统、防盗系统、紧急求助系统和闭路电视监视系统。如果一个建筑仅仅具备这5A，它们在建筑中是单独使用的，这个建筑还不能称为真正意义上的智能建筑，只有在综合布线的基础上用计算机对这几个部分进行综合集成，统一管理，让各个部分之间创造出高效、舒适的生活工作环境时，才能说该建筑具有智能化。
　　二、智能建筑中的建筑设计
　　1、层高设计
　　智能建筑的层高，始终是一个比较棘手的问题，笔者以为还是应该从层高设计的基本原理来分析。层高若过高，则会在经济上造成很大的浪费，因此在设计时我们都在满足使用功能前提下尽量降低层高，这里所说的使用功能也包括对人们心理上的影响。在我国，满足这样使用功能的室内净高不应小于2.6m，智能建筑也应满足这个室内净高。但是智能建筑布置的管线多了很多，除一般建筑都有的空间风管、自动喷洒消防管、强弱电电缆、消防联动管线、共用电视天线、保安监控线外，还增加了大量综合布线系统的桥架和数据线，这些设备也要占用一定的空间，所以智能建筑的层高也应当比一般建筑要高些。我认为智能建筑每层高在3.6m到4m比较合适，如果达到这个高度，就可保证智能建筑大部分室内净高不小于2.7m，走道部分的净高不小于2.4m。智能建筑层高设计是跨专业的，它体现出建筑师的综合协调作用：要和材料专业人员研究是否能采用新材料新技术以减小梁的高度；和结构专业人员探讨是否可以采用无梁体系；与给排水、空调、强弱电专业人员讨论各种管线的合理走向和高度，进行多方面的协商，最终才能找出最佳层高方案。
　　2、综合布线系统
　　综合布线系统是智能建筑的神经系统,起着联系各种终端和数据传输的任务。在设计中如何安排好这些盘根错节的线路,使之经济高效,是每一个设计人员都应该好好研究的问题。首先是线路如何走的问题,线路的走向分水平和垂直两个方向。垂直方向的走线通常都布置在每层的设备小间中,但智能建筑的设备小间由于要布置综合布线跳线架和相关网络设备,面积应比以往的竖小间面积大些,而且在设计时还应在每个层面上留一定的剩余空间,以备未来之需。综合这些因素,每层设备小间面积在8m2左右为宜。设备小间的线缆都是由主机房引出的,作为智能建筑神经中枢的主机房,除了布置程控交换设备外,还要布置主配线架、光纤配线架等设备。因此该空间的面积应比普通建筑中的电话机房大些，笔者认为主机房面积100m2-120m2为宜。对于网络的拓扑结构,建议采用星型连接,这种结构使得网络的扩展以及节点的移动都非常容易。同时可采用HVB智能诊断技术,这种技术的特点是当某个节点出现问题时,能自动显示有故障的节点并切断它与网络的联系。就可以避免系统由于一个节点出问题或由于检修而终止运行,整个网络的可靠性和安全性就得到了提高。
　　3、热舒适系统设计
　　一般来说,智能办公建筑比传统的办公建筑耗能大,这是因为前者较后者增加了大量的电子设备,如计算机、传真机、电视及其他办公自动化设备。这些设备不仅耗费电能,而且增加了空调制冷设备的负荷。因此,在设计和技术上必须考虑节能问题。通过暖通空调设备与自动控制系统及建筑基本构架的有机结合,可以有效地降低智能建筑的能耗。
　　（1）建筑节能控制与热工贮备
　　除了个体化的环境控制系统外,在大型现代建筑物中通常还设有集中的能源和建筑管理系统。整栋建筑的保安、防火、照明、空调系统以及垂直交通等都由一个&’(系统加以监控,针对能源消耗情况及时作出反应,如及时关掉不必要的照明、送风,改变恒温控制器的设置点等。为了充分利用能源,减少能耗,很多建筑还安装了热工贮备设施。由于荷载原因,这类设施通常布置在地下室,但现在已经有将其设置在屋顶的设备层中的作法,这可以对制冷剂的自然循环加以利用。热工贮备箱的灵活连接还可以抵消或减小地震时建筑物的摆幅,作为抗震系统中的平衡重量。
　　（2）非中心化环境控制系统
　　环境控制的非中心化是指将设备单元化整为零,分散布置在室内各处。万一出现故障,设备的非正常运转只能影响到局部区域,更换设备的范围和费用也小得多。通过分散布置设备,水平布线的距离大大缩短,同时也节约了净空尺寸。不难看到,这种系统具有更大的灵活性。控制区域进一步个体化,使每个使用者可以自主调节气温、照度和风量,而不必担心影响到其他人的热工与照明。
　　（3）人工照明系统
　　照明系统控制的硬件自动化程度越来越高。可调节荧光灯亮度的电子镇流器正逐渐取代了过去的磁镇流器,而遥控开关也将取代手动开关。大办公空间的每个区域都在天棚上装有接收器,可以通过遥控器来控制照明系统。照明系统的智能控制设备还包括人体红外线传感器以及有开关灯功能的同步门锁（如飞机上洗手间的门锁）等。很多办公楼的人工照明都采用荧光灯,将其布置成1.5m见方的网格,以这一网格为基础,建筑的送风口、回风口、自动喷淋、烟感等都组合在其中。随着由电子控制的照明系统的应用,天棚上还常常要安装照明系统的控制接收器。办公建筑一般采用统一的照明控制系统,但现在,人们正逐渐开始采用非中心化的照明系统以满足节能和舒适性的要求。
　　4、自然采光设计
　　在传统办公室中,自然光只能照射到办公室内很有限的区域。即使在这样一个区域,光线也可能因为不加控制而过强。随着对自然光的进一步开发和利用,出现了一系列新型的自然光控制设备,如光线控制器、自动遮阳设备、各种新型玻璃等。此外,还可以通过各种建筑要素和设备,如中庭、院落、遮阳百页和光导纤维等有效地将自然光引入建筑内部。例如在松下公司总部办公大楼的设计中,整个建筑体量分为两部分,围绕一个大的中庭布置。大部分办公室安装了室内自动遮阳百页,既可以上下收放,又可以转动角度,通过室外传感器或室内遥控器进行控制。在建筑的总体布局设计上也应考虑到地方气候,在窗户位置的确定、窗户的朝向等方面要考虑室外温度与太阳辐射等。
　　三、我国智能建筑设计发展趋势
　　1、向区域性发展。智能建筑将向区域管理系统和城市系统发展。智能型建筑不再孤立地规划、营建,逐步走向集中成群规划、建设它们将成为新的现代化城市建设中的核心区,最终导致智能城市的出现。
　　2、向专业型发展。在不远的将来将会出现智能学校、智能医院、智能图书馆、智能工厂、智能银行、智能住宅等新型的智能建筑。特别是智能住宅的发展有可能成为今后智能建筑发展的一大主流。
　　3、向综合性发展。建筑将集多种功能于一身,形成综合性大楼,这一趋势主要表现在商业建筑和办公建筑中。在智能办公楼中安排多种辅助性空间,例如：购物、餐饮、健身、娱乐美容、医疗、托幼、住宿等。
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